JP6067421B2 - リニアモータ - Google Patents
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この態様によれば、磁性体部材と、バックヨークの端部側面の間に隙間が生じたとしても、その隙間は、磁性体部材によって覆われることになる。したがって、隙間から漏洩した磁束を、磁性体部材に引き込こみ、ヨークに戻すことができるため、漏洩磁場を低減することができる。
図2(a)、(b)は、第1の実施の形態に係るリニアモータを示す図である。図2(a)は、リニアモータ2の斜視図を、図2(b)は固定子20の平面図を示す。図2(b)には、固定子20の一端側のみが示されるが、他端側も同様に構成される。
ヨーク22は、可動子10を第1方向(X方向)と垂直な第2方向(Y方向)から挟み込むように対向して設けられた一対のバックヨーク22a、22bを有する。一対のバックヨーク22a、22bは、底部のヨーク22cと一体に形成される。
図3(a)、(b)は、第1の実施の形態に係るリニアモータの原理を説明する図である。図3(a)には、補助磁石26が無い場合の磁束の流れを、図3(b)には、補助磁石26を設けたときの磁束の流れを模式的に示す。図3(a)には、界磁磁石24によって形成すべき磁束の理想的な流れ(目標方向)がΦREFとして示される。補助磁石26が無い場合、図3(a)に示すように、実際に形成される磁束は目標方向ΦREFから逸脱する。
図4(a)〜(c)は、固定子20の変形例を示す平面図である。図4(a)〜(c)の変形例では、磁性体部材30の形状が図2のそれとは異なっている。図4(a)の固定子20aでは、磁性体部材30aが、補助磁石26aと26bに挟まれる領域(ハッチングを付している)にも存在している。つまり、磁性体部材30aに補助磁石26a、26bが埋め込まれた状態で直方体を成している。
図5(a)、(b)は、固定子20の変形例を示す平面図である。図5(a)の固定子20eでは、主極24aと補極24bの配置が図2(b)のそれとは逆となっており、具体的には、最端の界磁磁石24が補極24bとなっている。補助磁石26a、26bの向きは、図2(a)の補助磁石26a、26bの向きと直角である。図5(b)の固定子20fでは、主極に相当する界磁磁石24のみが間隔を隔てて配置される。
これまでは、補助磁石26を2個設ける場合を説明したが、本発明はそれには限定されず、補助磁石26は少なくともひとつ設けられればよい。図6(a)〜(h)は、固定子20の変形例を示す平面図である。これらの変形例に示されるように、補助磁石26は、1個、2個、3個など、任意の個数でよく、補助磁石26は、磁性体部材30に埋め込まれてもよい。これらの変形例においても、補助磁石26はそれぞれ、目標磁束ΦREFに沿う方向に磁束ΦAUXを発生させるよう配置される。図6(a)〜(g)の変形例から、以下の技術的思想が導かれる。
実施の形態では、コイルが可動子側に設けられたコイル可動型について説明したが、本発明は、コイルが固定子側に設けられるコイル固定型のリニアモータにも適用可能である。この場合、バックヨーク22a、22b、界磁磁石24、補助磁石26、磁性体部材30が、可動子を形成することになる。
図7は、第2の実施の形態に係る固定子40を示す平面図である。固定子40は、ヨーク22、複数の界磁磁石24、磁性体部材50を備える。
ヨーク22の構造および界磁磁石24については、第1の実施の形態と同様である。
図8は、図7の固定子40における磁界の様子を示す図である。磁界は、破線で示される。固定子40によれば、バックヨーク22a、22bの端部側面S2と、第1部分52の第1側面S11の間に隙間51が生じたとしても、その隙間51は、磁性体部材50の第2部分54によって外側から覆われている。したがって隙間51から外側に向かって漏れ磁束が発生したとしても、それは磁性体部材50の第2部分54によって、第2部分54に吸収され、直接、ヨーク22へと戻される。これにより、ヨーク22全体としてみたときの漏洩磁場を低減することができる。
図9(a)〜(c)は、固定子40の変形例を示す平面図である。図9(a)の磁性体部材50aは、図7の第1部分52と第2部分54を一体不可分に形成したものである。磁性体部材50aによって、バックヨーク22a、22bそれぞれの端部側面S2と、外部側面S3の端部と、が覆われる。
第3の実施の形態に係る固定子40は、第1の実施の形態と第2の実施の形態の組み合わせである。
図10は、第3の実施の形態に係る固定子80を示す平面図である。固定子80は、一対のバックヨーク22a、22b、複数の界磁磁石24、一対の補助磁石26a、26b、磁性体部材90を備える。
第1部分92は、図4(a)に示されるハッチングを付した補助磁石26aと26bに挟まれる領域(ハッチングを付している)に磁性体部材が存在してもよい。
また、図4(a)、(b)に示すように、磁性体部材90(第2部分94)のコーナーを丸めてもよい。
また、図5(a)、(b)に示すように界磁磁石24の配置を変更してもよい。
また、図9(a)の変形例と同様に、第1部分92と第2部分94は一体不可分に構成されてもよい。
図9(b)の変形例と同様に、一対のバックヨーク22a、22bの外側側面S3の端部23に溝25を設け、磁性体部材90(第2部分94)が嵌合するよう構成してもよい。この場合に、第1部分92と第2部分94を一体不可分に構成してもよい。
補助磁石26の個数は特に限定されない。また図6(a)〜(h)に示すように、補助磁石26を、磁性体部材30に対応する第1部分92の内部に埋め込んでもよい。
Claims (8)
- 第1方向に移動可能な可動子と、固定子と、を有するリニアモータであって、
前記固定子は、
前記可動子を前記第1方向と垂直な第2方向から挟み込むように対向して設けられた一対のバックヨークと、
前記一対のバックヨークそれぞれの内側側面に、前記第1方向に沿って設けられた複数の界磁磁石と、
前記一対のバックヨークそれぞれの近接する端部の間を磁気的に結合する磁性体部材であって、前記一対のバックヨークそれぞれの、少なくとも前記第1方向と垂直な端部側面と、外側側面の一部と、を覆うように構成される磁性体部材と、
を備えることを特徴とするリニアモータ。 - 前記磁性体部材は、前記バックヨークの外側側面のうち、最端の界磁磁石の幅の1/2以上を覆うことを特徴とする請求項1に記載のリニアモータ。
- 前記磁性体部材は、
その第1側面の両端において、前記一対のバックヨークそれぞれの前記端部側面と接するとともに、前記第1側面と垂直な第2側面が、前記一対のバックヨークの一方の前記外側側面と実質的に同一平面をなし、第2側面と対向する第3側面は、一対のバックヨークの他方の外側側面と実質的に同一平面をなしている第1部分と、
前記第1部分の前記第2側面、前記第3側面および前記第1側面と平行な第4側面と、前記一対のバックヨークそれぞれの外側側面の端部を覆う凹部を有する第2部分と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載のリニアモータ。 - 前記一対のバックヨークそれぞれの外側側面の端部には溝が設けられており、
前記磁性体部材は、前記溝に嵌合可能に形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のリニアモータ。 - 前記磁性体部材のコーナーは、丸みを有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のリニアモータ。
- 前記第1部分と前記第2部分は一体形成されることを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ。
- 前記第1部分と前記第2部分は、個別に形成されることを特徴とする請求項3に記載のリニアモータ。
- それぞれが、前記磁性体部材の内部に、または前記磁性体部材に接するように設けられた、少なくともひとつの補助磁石をさらに備えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のリニアモータ。
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